[学术/精华文章] 【技术分享】2D MMO中角色动画的优化总结

我们的项目是传统的2D MMO，即人物动画是以图片帧的方式表现的，一个角色大约有8个动作，1个动作有8个方向，1个方向约有10到20帧的图片。这样算起来一个角色由近千张图片帧组成。这样的量对内存和性能都有很高的要求。从立项到目前经历了很多次优化，终于在流畅度和内存占用上达到比较理想的状态。

不知道群里有多少人也在用Creator做类似的MMO手游，我在这里把优化的经历大概写出来供大家参考，也许你们有更好的优化方案，都欢迎一起讨论。

最初为了快速实现效果，采有很直接的方式：

• 一个动作一张图集(Plist)，8个动作则有8个图集。
• 每个动作只包含5个方向的图片帧，另外3个方向通过翻转实现。
• 动画则用Creator提供的动画剪辑（AnimationClip）来实现。
  

由于一个AnimationClip只能播放一个方向的动画，那么一个角色就需要8*8=64个AnimationClip，如果每个动画剪辑都要在编辑器中编辑，估计美工人员会先晕倒了。

幸好.anim文件是json格式，很容易理解它的含义，于是我们用Python写了一个导出脚本，美术只需要提供角色的所有散图，脚本调用TexturePacker先合成图集，再动态生成anim文件，最后生成一个prefab。

这个prefab就代表一个角色外形。程序的使用就很简单，首次使用先加载Prefab并实例化出结点。从结点取出Animation组件并调用播放接口即可。当角色释放时，把结点收回存到NodePool去，以备下次使用。

从上面的实现看，其实不用Profile也很容易知道会有性能问题，虽然里面使用了NodePool缓存创建过的角色外形。但首次加载这些资源会很卡：一个角色的图集和动画剪辑加起来接近100个文件，想想那个IO压力都觉得蛋疼。

在PC的Web端，这个性能问题没有暴露出来；在安卓甚至苹果机上，一旦旁边有角色进场景，马上就能感受到卡顿，有时甚至能卡上1到2秒。因为我们做的MMO，场景中的玩家进进出出是很平常的，这样的卡顿是不能接受的。

首先能想的是去掉anim文件，角色动画其实很简单，只是一些序列帧的播放，并没有用到移动缩放这些动画类型。用anim文件来描述动画有点浪费了，完全可以用另一个简单的Json文件记录动作的信息，比如这个角色有几个动作，每个动作有几个方向，每个方向有几个帧，只要这些信息就够了，类似这样：

而图集中图片帧的名字，需要有一点规则，即可以通过动作名，方向值，帧索引这些合成。然后就可以找到对应的图片帧了。

在程序中，仍然是使用AnimationClip来实现动画，只不过它是动态创建的，使用引擎提供的一个API：cc.AnimationClip.createWithSpriteFrames，具体可以参考文档。AnimationClip不用一次性创建出来，可以在播放某个动画时再创建，这样创建的消耗就平摊出来了。我们实现了一个AnimControler组件，通过它来播放动画，而延迟创建动画剪辑这些就顺理成章就封装到组件里面了，外部逻辑不用关心。

这一轮优化下来，一个角色只有动作图集和一个Json文件，去掉了大量的anim文件。包体也因此少了30M大小，算是一个额外好处。

本以为经过上面的优化，手机上的卡顿应该解决了，但是很不幸，从表现上看只解决了1/3，仍然有0.5到1秒多的卡顿。接下来就各种脑洞和调试了，甚至怀疑加载图片是不是用同步的方式，后来问了[size=0.93em]@panda，以及自己查看引擎代码，终于确认用的是异步方式。这样的话不应该呀，难道解析Plist文件用了这么长的时间？

后来在调试原生版本时，发现Plist文件原来会按图片帧打散，一个帧就一个json文件，里面描述了帧的位置偏移等信息。想想我们一个角色有近千个帧图片，当加载Plist时，引擎要把所有的Json文件加载进来。这比加载anim文件可蛋疼多了。

既然发现了瓶颈所在，解决方案就自然而然了：去掉Plist文件，只留图片。那么怎么知道每一帧的信息呢，答案还是从Plist中找。我又用万能的Python写了一个工具，把Plist的帧信息提取到上面提到的json文件中去，然后把Plist文件删除。

在程序中，我不再加载cc.SpriteAtlas，而是直接加载cc.Texture2D，然后当创建cc.AnimationClip时，我需要从配置中找到cc.SpriteFrame的纹理信息，然后用：

动态创建帧，把这个帧传入动画剪裁。后面的播放就和原来的一样了。

经过这一次的优化，基本上把IO的负担都消除了，我们在IOS上测试了一下，果然如丝般顺滑，进打怪地图会刷出大量的怪物，也感觉不到卡顿。在安卓上也基本可以接受，在大量角色进来时会有很微小的卡，时间不会超过100毫秒，而因为有了缓存，后面也是顺滑的。至于安卓的这个微卡，我归结为两个：

• 图片加载进来后解析成纹理的过程。png文件涉及到解压，反编码成raw形式。
• json文件的加载和解析。json的加载其实是同步的，而解析成JS对象也是需要时间的。
  

上面这两个其实也和安卓的性能相关。

我们的角色图片用的是png，如果把散图合成一张大图，大概接近于2048*2048，即一个角色加载到内存，会消耗10M以上的内存。再加上角色是可以换装的，一个场景同时出现10个以上的外形是很平常的。光角色这一块就会消耗掉100多M的内存。还是挺让人着急的。

考虑到我们的游戏类型是偏写实的，画面的彩色相对会复杂一些，就决定用PVR，ETC这些格式来看看效果。后面在构建过程中，加入了纹理压缩的流程，IOS用PVR4，安卓用ETC+Alpha，最后的效果完全可以接受，在手机的小屏幕上看不出太大的区别。

PVR4使内存减少了8倍，ETC+Alpha则减少了4倍，这个优化量太可观了，而且附加的好处也很多：

• 加上压缩的同时用GZip对图片再进行压缩，图片大小比原来的PNG减了3倍，使得程序包又减少了几十M。
• 由于压缩纹理直接传给GPU，加载纹理只有一个反解压GZip的过程，加载过程也必然大大加快。
  

都说内存，速度，和发热是手游优化的三座大山。但引擎是不大可能完全帮你解决这些问题的，最重要的还是要根据引擎的特点，自己研究出合适项目的优化方案。引擎只需要在底层提供好机制，具体策略由项目去考虑。

对于Creator后面的进化，很希望这几个方向得到加强：

• JS引擎的效率，Web端的V8已经足够优秀，但原生的SpiderMonkey显然差了很多，官方似乎也在提升原生引擎的版本，期望后续的消息。
• 类似Unity的AssetBundle，有了这个机制，就可以对资源进行分包，这对大游戏的分包发布很有好处。
• 工程脚本的分割，游戏里面有大量的策划配置文件，有些动辄上万行，整个工程的脚本合并起来会达到好几M，这对热更新非常不友好的。如果能把脚本分割，每个脚本可以打一个Tag，相同Tag的脚本会合并，这样项目就可以根据自己的情况对脚本进行分离处理了。
• by http://forum.cocos.com/t/2d-mmo/46479